Современная "Русская баня" с электрической печкой. Теория и практика

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Когда запуск ракеты?

 

На днях

 

Это сислог только сушит паром, а специалисты умеют считать энергию затраченную на сушку.
Паром либо пропаривают древесину, на первом этапе, как ты правильно заметил для прогрева без резкого перепада влажности и последующего растрескивания древесины. А потом уже идёт стандартный процесс. Либо вакуум, либо конвекция, либо ИК, либо конденсация.
А паром именно модифицируют древесину, когда нагрев идёт выше Т воспламенения древесины и воздух замещается паром, во избежании возгорания

 

Вчера получил письмо-уведомление из Роспатента с положительным решением экспертизы о выдаче Патента на изобретение.



Эта Заявка на изобретение была подана на конструкцию электрической "Турбо-печи".
Ниже Реферат на это изобретение.



Поскольку теперь положительное решение о выдаче патента получено, то теперь я могу раскрыть сущность устройства и описать конструкцию новой универсальной электрической "Турбо-печи", предназначенной для:
а) предварительного прогрева ТА печи, выполненного из нержавеющей стали, до рабочей температуры примерно 600-650*С;
б) быстрого (2-4 минуты) получения в деревянной парной любых режимов как по температуре (от 40*С до 100*С), так и по влажности (от 10*С до 90*С), а также и для быстрой смены на любой иной режим в указанных диапазонах температуры и влажности;
в) автоматического поддержания выбранного режима сколь угодно долго по времени;
г) быстрого залпового увеличения влажности при заданной температуре ВВ в парной посредством простой и привычной поддачи воды ковшиком на декоративные камни ТА.

Ниже привожу чертеж конструкции, поясняющий устройство Турбо-печи.



Теперь предлагаю продолжить обсуждать эту тему о современной "Русской бане" с электрической печью. Сергей @Prison уже дважды проводил свои эксперименты с такой печью. Об этом он написал в своей теме:
Паровые ощущения или парадигма банных удовольствий
много своих мыслей и ощущений от теплового воздействия в различных сочетаниях Жара и Пара, и выложил интересные результаты измерений различных режимов в сравнении с описанием ощущений.

 

А эта фотография "вид сверху" на детали ТА.
Здесь они выполнены в виде "труба в трубу" с зазорами: - как между заглушенной трубой-колбой с ТЭНом, так с внешней трубой - деталью ТА.


В этой турбо-печи семнадцать ТЭНов патронного типа, со сниженной тепловой нагрузкой на единицу площади ТЭНа. Это позволяет существенно продлить срок их службы, а с другой стороны - такое большое количество ТЭНов позволяет распределить по деталям ТА подводимую электрическую мощность, благодаря чему достигается быстрый прогрев ТА.
Таким образом, ТЭНы вставляются непосредственно в ТА, как в пресс форму, имеющую зазоры и развитую поверхность теплообмена при нагреве проходящего через зазоры воздуха, нагнетаемого вентилятором принудительной конвекции (ВПК).

 

На схематичном рисунке устройства Турбо-печи емкость с водой можно поднимать выше, регулируя тем самым интенсивность кипения/парообразования.
Если есть желание автоматизировать этот процесс управления мощностью фоновой парогенерации, то можно рядом с воздушным каналом под этой емкостью установить линейный актуатор.

 

Тут, как мне показалось, собрались специалисты в банных делах. Подскажите чайнику, если не трудно. Хочу сделать в хоз помещении, что-то типо банной кабины. Размерами 2Х2 примерно. В идеале 2 модели использования: классический хаммам и русская с паром (да еще бы с веничком). Увидел в этой ветке (по крайней мере так понял) что это реализовать возможно используя какой-нибудь "хитрый парогенератор и правильно сконструировав пирог стены. Я правильно понял?

 

Да, при чём у меня парогенератор совсем не хитрый. Пивной кег, врезанный ТЭН и доливочный бак. Правда необходимо ещё чем то греть воздух либо пар перегревать.

 

А можно где-то взять информацию по конструктиву, пирогу стены, и инженерке? Или начну описывать здесь как себе представляю, а знатоки покритикуют и поправят?
Сейчас самый технически сложный для меня вопрос это как раз парогенератор. Вообще не понимаю как к нему подступиться. Тут в ветке писали про «Катюшу». Сам толком ничего не понял, но как говориться - ребята хвалили. Правда ни как купить ни сколько стоит, ни тем более насколько цена обоснованная не понятно)

 

Ну что, знатоки - поможете? Готов отправить ящик пива за помощь

 

А в чём вы видите сложность? Ёмкость из нержавейки и ТЭН. Самый простой вариант это электро чайник

Катюша, так это автор Маслов Виктор

 

Начну по-порядку с ПОТОЛКА.

В традиционной русской парной, выполненной целиком из дерева, как и в современной Сауне, потолок и верх стен прогреваются от потоков горячего воздуха, обусловленных конвекцией вдоль горячих поверхностей печи. Если потолок и верх стен не прогреты, то значит парная не настояна, тогда при поддачах воды на печь образующийся и поднимающийся к потолку пар, отдаст часть своего тепла прохладному потолку и верху стен, и остынет. Часть влаги сконденсируется на потолке, впитавшись в древесину. Париться в таком пару не комфортно, пар становится "тяжелым и сырым", дополнительная поддача воды только усугубляет ситуацию, переувлажняя парную. Дышать в таком сыром пару становится совсем тяжело. Веники становятся мокрыми от снимаемого ими конденсата с тела паруемого, и тяжелыми. Ощущения на теле шпаркие, поверхностно ошпаривающие, плохо прогревающие в глубину тела.

Отсюда первый вывод: Для парения в режиме "русской бани" потолок должен быть прогрет минимум до 70-80*С. А лучше до 90-100*С, тогда пар будет суше, а дышать при парении будет легче, поскольку в легких будет меньше образовываться конденсата.

Второе - ПОЛ.
Пол также крайне желательно иметь с подогревом, и нагревать его нужно минимум до 35*С. Некоторые любители советуют греть керамические полы в парной вплоть до 45-50*С, но это на любителя, мне достаточно 30-35*С. Прогретый низ парной (пол и низ стен) позволяют уменьшить выпадение конденсата из ВВ при парении вениками с интенсивным перемешиванием ВВ. Это также позволяет не переувлажнять излишне парную, восстанавливая необходимую влажность поддачами воды.

Третье СТЕНЫ.
Если потолок и верх стен прогреты, и пол с подогревом, то и середина стен сама собой прогреется до нужной усредненной температуры.

Итак, поверхности ограждающих конструкций обсудили. Надеюсь, что здесь все понятно изложил. Теперь перейдем к основному вопросу: Чем греем эти поверхности, плюсы и минусы различных конструктивных решений. Эта тема не так проста, как первая, поэтому выберу немного времени и продолжу в следующих постах.

С наступающим Новым Годом всех любителей париться по-русски, крепкого здоровья, отличного настроения и "С Легким Паром"!

 

Прогрев ПОЛа.

Наилучшее решение, если в парной полы керамические, а не деревянные, тогда их можно сделать подогреваемыми. Можно греть от котла трубой с теплоносителем, а еще лучше напрямую от электричества нагревательным кабелем. Поскольку площадь пола в парной небольшая, то нет никакого смысла экономить на энергоносителе (дешевый газ вместо электричества). Капитальные затраты на жидкостный обогрев по сравнению с электрическим кабелем никогда себя не окупят. Кроме того, с жидким теплоносителем много дополнительных проблем: – от возможных протечек теплоносителя, замерзания теплоносителя до сложностей перестройки и управления температурой пола.

Выбор удельной мощности электрического Теплого Пола (ТП) зависит от того, как нужно быстро изменять его температуру. Если баня промораживаемая и необходимо за приемлемое время 2-3 часа прогреть ТП хотя бы до комнатной температуры 24*С, тогда желательно взять нагревательный кабель с таким расчетом, чтобы удельная мощность была примерно 500-600 Вт/м2. Кроме того очень важно не перегревать металлическую жилу нагревательного кабеля свыше температуры разрушения изоляционного слоя кабеля. Это условие примерно соответствует погонной мощности кабеля не более 15 Вт/пог.м.

Таким образом, если вы выбрали удельную мощность ТП равную 500Вт/м2, то вам на каждый квадратный метр ТП потребуется уложить 500/15 = 33 метра.

Шаг укладки греющего кабеля при этом будет равен:

h= 1 кв. м./33м = 3см.

Теперь по закону Ома рассчитаем сопротивление этого кабеля длиной 33м:

R = 220*220/500 = 97 ом.

Отсюда погонное сопротивление такого кабеля должно быть:

Rпог = 97 / 33 = 3 ома/м.

Найти греющий кабель именно с таким удельным сопротивлением практически невозможно, поэтому мы можем поступить следующим образом – допустим нам требуется подогревать пол в парной, площадь которого 3 кв. м. В магазинах продают отдельные секции греющего кабеля, рассчитанные на определенную площадь. При этом, что не мало важно, эти секции изготовлены уже с герметичной муфтой, соединяющей греющую жилу с «холодными» подводящими жилами силового кабеля.

Как правило для типичного кабельного ТП для жилых помещений удельная мощность составляет в среднем примерно 150 Вт/м2. Купив три таких секции, мы можем уложить их на свои 3 кв. метра, тогда получим суммарную удельную мощность 450Вт/м2. Укладывать эти три секции нужно будет каждую на 1,0 кв. м вместо 3-х кв. метров, а подключать к термостату пола - параллельно.

Вариант конструкции электрического Теплого Пола (ТП) на рисунке:



Первый слой ГВЛВ нужно притянуть к бетонной плите дюбель гвоздями, с использованием плоских шайб. Второй слой ГВЛВ нужно приклеить к первому слою плиточным клеем, укладывать можно небольшими кусками с перекрытием швов. Не забыть по периметру между примыканием керамической плитки к стене оставить термо-шов ~0,5-1см, заполненный вспененным материалом. Гидроизоляцию делать в два-три слоя и заводить на стены не менее 15 см, с проклейкой стыка специальной герметизирующей лентой.

Нужно также не забыть установить между витками греющего кабеля температурный датчик и подвести провод от него к термостату ТП. Уезжая на будни со своей дачи в город, можно на термостате установить температуру ТП примерно 5*С. Тогда парная к вашему приезду не промерзнет и быстро отогреется.

 

Греем ПОТОЛОК.

Есть два конструктивных способа: - внешний прогрев и встроенный.

Рассмотрим для начала наиболее простой внешний прогрев потолка и верха стен, который также может быть выполнен двумя разными способами: 1) посредством конвективной теплопередачи от источника тепла (конвектор, тепловентилятор, Фен); и 2) ИК-излучателями.

Способ 1) обязательно сопряжен с теплоносителем, в качестве которого может выступать либо воздух парной (а), либо пар (б), получаемый в электрическом испарителе (парогенераторе).

Традиционные электрические печи саунного типа, по сути являющимися высокотемпературными конвекторами, греют потолок и верх стен посредством конвекции воздуха через раскаленные ТЭНы и конструктивные элементы самой печи. Аналогично и тепловентиляторы (тепловые «пушки») греют воздух высокотемпературной принудительной конвекцией воздуха, проходящего через раскаленные нихромовые спирали.

Преимущества этого способа (а): - простота и дешевизна. Недостатки: - многократное прохождение воздуха вдоль раскаленных поверхностей приводит к тому, что меняется газовый состав воздуха, пригорает пыль и органика воздуха (запахи, споры, пыльца, бактерии, микробы, бытовая пыль…), воздух де-ионизируется, то есть воздух становится мертвым. С целью частичного устранения этого недостатка в таких парных и саунах в обязательном порядке делают непрерывную вентиляцию парной по типу «басту». Это приводит уже к другому недостатку – повышенному расходу электроэнергии. В таких парных на каждый кубическим метр парной требуется не меньше 1 кВт мощности печи.

Способ (б) имеет преимущество перед способом (а), заключающееся в том, что в качестве теплоносителя выступает пар. Испаряющийся в кипятильнике (парогенераторе) пар, который легче воздуха, смешиваясь с воздухом парной поднимается к потолку и передает ему тепловую энергию как, собственно, за счет теплоемкости пара, так и в основном за счет теплоты фазового перехода при конденсации паров воды на потолке. Использование теплоты фазового перехода воды позволяет снизить температуру теплоносителя, что исключает порчу газового состава воздуха. Никакого ускорения прогрева потолка при использовании системы НПГ (непрерывной генерации пара) по сравнению с суховоздушным конвективным прогревом (а) не дает, поскольку определяется только подводимой мощностью печи либо ТЭНов испарителя.

Недостатки: если потолок керамический, то есть теплоемкий, то на нем образуются капли горячего конденсата (как в хамамах), которые капают и обжигают голое тело парящихся. В деревянных парных конденсат впитывается в древесину потолка, увеличивая влажность поверхностного слоя. При проветривании между процедурами эта влага испаряется и сильно охлаждает поверхность потолка, а накопленное в глубинных слоях древесины тепло не может быстро прогреть поверхностный слой. Поэтому в таких парных после проветриваний необходимо готовить парную к новым пропаркам: сначала зайти в парную и хорошенько поддать воды на теплоаккумулятор печи, выйти из парной и дать ей несколько минут настояться, чтобы поверхностный слой потолка снова прогрелся. И только затем можно быстро заходить и начинать париться. По потребляемой электрической мощности этот способ (б) также энергозатратный, а возможно даже более затратный, чем суховоздушный способ (а), но об этом чуть позже.

Конструктивные недостатки электрических парогенераторов широко известны. Это прежде всего ускоренное образование накипи на ТЭНах, необходимость регулярной очистки от отложений накипи. Парогенераторы с автоматической очисткой от накипи очень дороги и требуют для установки отдельного тех. помещения рядом с парной. Вторым существенным недостатком является ненадежность системы «Автодолива воды» для поддержания постоянного уровня, работающей в условиях высокой температуры кипения воды и отложения накипи на измерительных электродах, на поплавковой системе и электромагнитном клапане. Можно сделать вывод, что такая система существенно дороже суховоздушного прогрева, но за чистоту воздуха нужно платить, и ничего с этим не поделаешь.

Теперь вкратце рассмотрим способ 2) прогрева поверхности потолка и верха стен посредством ИК-излучателей. Частным случаем такого решения являются всем известные и заслужившие популярность ИК-кабины, в которых ИК-излучатели «темного» свечения встроены в стены. В таких ИК-саунах можно только хорошо прогреваться до интенсивного потения при комфортной невысокой температуре воздуха, но попариться вам не удастся, так как в них отсутствует какое-либо устройство для получения пара. Если же говорить о спектре «темного» свечения ИК-излучателей, то поскольку температура поверхности излучателей примерно 300-400*С, то в этом спектре кроме очень полезного теплового биорезонансного ИКИ присутствует определенная доля «жесткого» ИКИ, которое может негативно воздействовать в первую очередь на хрусталик глаз. Известны профзаболевания (катаракта) стеклодувов и сталеваров. Как вариант, можно в деревянной парной установить аналогичные керамические ИК-излучатели таким образом, чтобы напрямую излучение от них не попадало на глаза, то есть расположить их по периметру парной на высоте верха входной двери, и скрыть их от прямой видимости каким-нибудь карнизом. Такие керамические ИК-излучатели массово выпускаются промышленностью для парников, ИК-саун и проч., недороги и доступны.